DE3935880A1 - Buerstenherstellungsmaschine mit nachbearbeitungsvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Bürstenherstellungsmaschine mit einer Vorrichtung zum Nachbearbeiten einer mit Borsten versehenen Bürste, die Mittel zum Halten der Bürste sowie Mittel zum Führen der Bürste und/oder des Bearbeitungswerkzeuges entlang eines vorgesehenen Be­ arbeitungsprofiles aufweist.

Zum Nachbearbeiten von Bürsten werden diese entsprechen­ den Nachbearbeitungsvorrichtungen zugeführt. Die Nach­ bearbeitung kann u. a. das Abscheren, Putzen, Schlitzen, Abrunden der Borsten umfassen. Die Führung des Werk­ stückes (Bürste) muß hierbei entsprechend der jeweili­ gen Bearbeitung erfolgen, wobei unterschiedlichste Bür­ stenformen berücksichtigt werden müssen. Beispielsweise ist es beim Abscheren erforderlich, entsprechend dem vorgesehenen Profil bzw. Verlauf der Borstenfeldober­ fläche auch das Abscherwerkzeug während des Abschervor­ ganges zu führen und/oder eine spezielle Ausführung des Werkzeuges mit profilierten Abschermessern vorzu­ sehen.

Für andere Bearbeitungen ist diese spezielle Werkstück­ führung in der Regel nicht passend, so daß dementsprechend eine andere, angepaßte Arbeitsbewegung vorgesehen werden muß. Insgesamt ist für das Nachbearbeiten der Bürsten, ins­ besondere wenn, wie in den meisten Fällen mehrere Nachbe­ arbeitungen erforderlich sind, ein beträchtlicher Aufwand zur Realisierung der verschiedenen Arbeitsbewegungen zwischen Bürstenkörper und Bearbeitungswerkzeug erforder­ lich. Meist werden hierzu speziell geformte Messer in Ver­ bindung mit Kurvenschienen oder ähnlichen mechanischen Ein­ richtungen vorgesehen, um die Bürste zu führen. Für wei­ tere Bearbeitungen sind dann zusätzliche Führungseinrich­ tungen erforderlich.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, bei einer Bür­ stenherstellungsmaschine eine Nachbearbeitungsvorrichtung zu schaffen, die weitgehend universell auch in Verbindung mit verschiedenen Bearbeitungswerkzeugen einsetzbar ist. Dabei soll auf einfache Weise ein Umstellen bzw. Ein­ stellen auf unterschiedliche Bürsten-Muster möglich sein und es soll auch die Möglichkeit bestehen, praktisch be­ liebig geformte Bürstenoberflächen zu bearbeiten.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß insbesondere vorgeschlagen, daß als Antrieb für die Bearbeitungsbe­ wegung des Bearbeitungswerkzeuges und/oder für die Bürsten- Halterung ein oder mehrere Schritt- oder Servomotoren od. dgl. Positionierantriebe vorgesehen sind, und daß diese Positionierantriebe eine Ein- oder Mehrachssteuerung bilden. Solche Positionierantriebe ermöglichen durch eine ent­ sprechende Programmvorgabe ein Anpassen der Bewegungsab­ läufe praktisch an beliebige Bürstenformen. Das Umstellen auf unterschiedliche Bearbeitungsabläufe oder unterschied­ liche Bürstenformen kann dabei auf einfachste Weise vorge­ nommen werden, wobei auch innerhalb des Steuerprogramms eine solche Umstellung mit vorgesehen sein kann. Die Posi­ tionierantriebe können praktisch beliebige, präzise Be­ wegungen ausführen und z. B. einen Bürstenkörper in einer gewünschten Bahn an einem Abscheraggregat oder einer anderen Bearbeitungsstation vorbeiführen. Vorteilhaft ist weiterhin, daß die Vorschub- bzw. Posi­ tioniergeschwindigkeit auch im Verlauf eines Bearbeitungs­ vorganges in Anpassung an unterschiedlich schwierige Be­ arbeitungen variiert werden kann oder aber die Bearbeitung kann so eingestellt werden, daß sie zeitsynchron mit einer anderen Bearbeitung durchgeführt wird.

Bevorzugt steht die Bürsten-Halterung mit dem oder den Positionierantrieben in Antriebsverbindung. Einerseits kann die Bürstenkörper-Halterung dadurch auch in Posi­ tionen gebracht werden, die beim Einlegen und Abgeben der Bürste vorteilhaft ist und andererseits kann dadurch die Bürste auch entlang mehrerer Bearbeitungsstationen geführt und dort positioniert werden.

Zusätzliche Ausgestaltungen der Erfindung sind in den wei­ teren Unteransprüchen aufgeführt. Nachstehend ist die Er­ findung mit ihren wesentlichen Einzelheiten anhand der Zeichnungen noch näher erläutert. Es zeigen etwas schematisiert

Fig. 1 und 2 unterschiedliche Seitenansichten einer Vor­ richtung zum Entlangführen einer Bürste an einer Bearbeitungsmaschine,

Fig. 3 eine Ansicht einer erweiterten Vorrichtung mit einer Vierachssteuerung und

Fig. 4 eine Ansicht einer Vorrichtung mit einer Dreiachssteuerung für zylindrisch beborstete Bürsten.

Eine in Fig. 1 und 2 gezeigte Vorrichtung 1 weist eine Halterung 2 für eine Bürste 3 auf, deren Borstenfeld 4 mit Hilfe von einem oder mehreren, hier nicht gezeigten Bearbeitungswerkzeugen nachbearbeitet werden soll. Das Nachbearbeiten kann insbesondere darin bestehen, daß die Borsten des Borstenfeldes 4 auf eine vorbestimmte Länge abgeschnitten werden, wobei die durch die Borstenenden ge­ bildete Kontur gerade oder aber auch in eine oder mehrere Richtungen gewölbt sein kann. Weitere Nachbearbeitungs­ gänge sind das Abrunden der Borstenfilamente, das Schlitzen der Borstenenden und weitere physikalische Manipulationen. In den dargestellten Ausführungsbeispielen wird die Bürste für die vorerwähnten Nachbearbeitungen an einem ent­ sprechenden Bearbeitungswerkzeug entlang geführt. Um dabei unterschiedliche Konturen des Borstenfeldes zu bilden, muß die Bürste während der Bearbeitung in ihrer Lage relativ zu dem Bearbeitungswerkzeug verstellt werden. Im einfachsten Falle ist dies ein geradliniges Vorbeitransportieren, wo­ bei in diesem Falle eine Arbeitsbewegung erforderlich ist. In diesem Falle würde sich in Verbindung mit einer Abscher­ vorrichtung ein geradflächiges Borstenfeld ergeben. In den meisten Fällen ist es jedoch vorgesehen, daß das Borstenfeld eine bestimmte Kontur hat, wobei zumindest in Längsrichtung, ggf. auch in Querrichtung dazu, eine Wöl­ bung des Borstenfeldes erwünscht ist.

Um diese unterschiedlichen Bewegungen durchführen zu können, sind die Antriebe für die Bearbeitungsbewegung der Bürsten-Halterung 2 durch Schritt- oder Servomotoren ge­ bildet, die zusammen mit einer entsprechenden Steuerung eine Ein- oder Mehrachssteuerung bilden können. Prinzipiell besteht auch die Möglichkeit, daß das Bearbeitungswerkzeug mit Hilfe eines solchen Positionierantriebes bewegt wird. Im Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, daß die Bürsten- Halterung 2 entsprechende Arbeitsbewegungen durchführt und mit der Bewegungs-Vorrichtung 1 verbunden ist. Weiterhin besteht die Möglichkeit, daß sowohl das Be­ arbeitungswerkzeug als auch die Halterung 2 mit Posi­ tionierantrieben verbunden sind, welche dann jeweils ent­ sprechende Teilbewegungen durchführen.

Im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 und 2 ist eine Vor­ richtung 1 mit einer Dreiachssteuerung vorgesehen, wobei die Halterung 2 mit einer darin eingespannten Bürste 3 in Längsrichtung gemäß dem Doppelpfeil Pf2 mit Hilfe eines ersten Positioniermotors 5 bewegt werden kann. Mit Hilfe eines weiteren Positioniermotors 6 läßt sich die Halterung 2 und damit auch die eingespannte Bürste 3 recht­ winklig zu der Längsbewegung verstellen, was durch den Doppelpfeil Pf3 angedeutet ist. Der Positioniermotor 6 und eine Führung 8 für die Schnitthöhenbewegung sind an einem Führungsschlitten 9 angebracht, der seinerseits an Längs­ führungen 7 verschiebbar gelagert ist. Es ergibt sich so­ mit eine Anordnung in der Art eines Kreuzschlittens. Im Ausführungsbeispiel ist noch ein dritter Positionier­ motor 10 vorgesehen (vgl. Fig. 2), der nahe an der Bürsten­ halterung 2 angeordnet ist und mit dessen Hilfe eine Dreh­ bewegung des Borstenkörpers für einen Profilschnitt durch­ führbar ist.

Fig. 3 zeigt eine Ansicht etwa vergleichbar mit Fig. 2, wobei hier jedoch noch ein vierter Positioniermotor 11 vor­ gesehen ist und somit insgesamt eine Vierachssteuerung vor­ handen ist. Diese Vorrichtung 1a kann zum Bearbeiten z. B. von halbrundbeborsteten Bürsten wie Kugelkopfbesen od. Toilettenbürsten verwendet werden. Der zusätzliche Posi­ tioniermotor 11 ermöglicht eine Drehbewegung der einge­ spannten Bürste um deren Längsachse. Die Bürste 3 ist hier­ bei in einer ringförmigen Aussparung am Stiel eingespannt und der halbkugelige Kopf schaut zum Abscheren und End­ bearbeiten vor.

Die in Fig. 4 gezeigte Vorrichtung 1b weist eine Dreiachs­ steuerung auf, bei der prinzipiell eine Anordnung der Posi­ tioniermotoren 5, 6 und 10 wie bei der Vorrichtung 1 gemäß Fig. 2 vorgesehen ist. Diese Vorrichtung wird bei der Be­ arbeitung von zylindrisch beborsteten Bürsten, z. B. voll- oder halbrunden Haarbürsten oder ähnlichen Walzenbürsten eingesetzt. Da bei dieser Art von Bürsten im allgemeinen eine fliegend gelagerte Spannung nicht ausreicht, ist hier eine zusätzliche Gegenhalterung 12 vorgesehen. Die zu be­ arbeitende Walzenbürste ist somit jeweils an ihren Stiel­ enden gelagert und gehalten.

Als Positioniermotoren kommen Schrittmotoren, Linear­ repositioniermotoren und DC- sowie AC-Servomotoren in Frage. Als Steuerung können frei programmierbare nummerische Steuerungen oder ggf. aber auch SPS-Folgesteuerungen einge­ setzt werden. Mit Hilfe solcher Steuerungen kann der Be­ wegungsablauf der Bürste beim Nachbearbeiten durch ein Programm vorgegeben werden. Es ist dadurch auch eine sehr schnelle Umstellung auf andere Bürstenmuster oder andere Bearbeitungsprofile möglich. Auch kann die Geschwindigkeit des Bearbeitungsvorganges praktisch stufenlos geregelt werden. Insbesondere ist dadurch auch ein Anpassen an parallel dazu ablaufende Bearbeitungsgänge möglich, was insbesondere bei Integration der Vorrichtung 1, 1a, 1b in automatische Transferanlagen von Bedeutung ist. Es lassen sich dadurch nämlich die einzelnen Taktzeiten genau auf­ einander abstimmen.

Während des einzelnen Bearbeitungsvorganges selbst kann auch die Bearbeitungsgeschwindigkeit variiert werden, wo­ bei berücksichtigt werden kann, ob es sich beispielsweise um geradflächige oder komplizierte Profilbearbeitungen handelt.

Durch den Einsatz von elektronischen Schritt- oder Servo­ motoren in Verbindung mit einer Folgesteuerung kann die Bürste auch gut nacheinander mit Hilfe der Vorrichtung 1, 1a, 1b an verschiedenen Bearbeitungsstationen mit ent­ sprechend unterschiedlichen Bearbeitungsbewegungen entlang­ geführt werden. Je nach Bearbeitungsstation kann somit die Bürste jeweils dort unterschiedlichste Bewegungen durch­ führen.

Schließlich kann mit Hilfe der Positioniervorrichtung die Halterung 2 bzw. die Spanneinrichtung für die Bürste 3 in spezielle Positionen zum Aufnehmen eines neuen Bürsten­ körpers oder aber auch zum Auswerfen einer fertig be­ arbeiteten Bürste gebracht werden. In Einspannlage kann da­ bei insbesondere auch die Lage eines Transfergreifers be­ rücksichtigt werden, während in Auswerflage eine Position eingenommen wird, in der die Bürste mehr oder weniger frei nach unten herausfallen kann.

Alle in der Beschreibung, den Ansprüchen und der Zeichnung dargestellten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination miteinander erfindungswesentlich sein.

Claims (5)

1. Bürstenherstellungsmaschine mit einer Vorrichtung zum Nachbearbeiten einer mit Borsten versehenen Bürste, die Mittel zum Halten der Bürste sowie Mittel zum Führen der Bürste und/oder des Bearbei­ tungswerkzeuges entlang eines vorgesehenen Bear­ beitungsprofiles aufweist, dadurch ge­ kennzeichnet, daß als Antrieb für die Bearbeitungsbewegung des Bearbeitungswerkzeuges und/oder für die Bürsten-Halterung (2) ein oder mehrere Schritt- oder Servomotoren od. dgl. Posi­ tionierantriebe vorgesehen sind und daß diese Positionierantriebe eine Ein- oder Mehrachs­ steuerung bilden.

2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bürsten-Halterung (2) mit dem oder den Positionierantrieben in Antriebsverbindung steht.

3. Maschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Positionierantriebe mit einer Folge­ steuerung, ggf. mit einer frei programmierbaren, nummerischen Steuerung in Verbindung stehen.

4. Maschine nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Antrieb für eine Längs­ bewegung der Bürsten-Halterung, ggf. ein Antrieb für eine Hubbewegung sowie bedarfsweise ein Antrieb für eine Schwenkbewegung vorgesehen ist.

5. Maschine nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Positionierantriebe eine Dreiachssteuerung bilden.